نسخة الفيديو النصية
أي المصطلحات الآتية يشير إلى فرق الجهد الناتج عن البطارية في الدائرة الكهربية؟ أ: القوة الكهرومغناطيسية، ب: القوة الكهروسكونية، ج: القوة الدافعة الكهربية، د: القوة الكهروكيميائية.
يطلب منا السؤال اختيار المصطلح الذي يشير إلى فرق الجهد الناتج عن البطارية في الدائرة الكهربية. أولًا، يمكننا استبعاد الخيار أ، وهو القوة الكهرومغناطيسية؛ لأنه لا يوجد مغناطيس في البطارية أو السلك الموصل. ومن ثم، فإن أي قوى مؤثرة لا تتعلق بالمغناطيسات. تخزن البطارية طاقة كيميائية. وعند توصيلها بدائرة كهربية، تنطلق هذه الطاقة الكيميائية في صورة طاقة كهربية. هذا يشير إلى أن فرق الجهد الناتج عن البطارية قد يسمى بالقوة الكهروكيميائية. لكن هل هذا صحيح؟
أولًا، نعلم أن فرق الجهد يتولد عندما نفصل الشحنات المتضادة، ونعلم أن هذه الشحنات المتضادة يجذب بعضها بعضًا ويتحرك بعضها نحو بعض، إذا لم تكن ثابتة في مكانها. تسمى القوة التي تؤثر على الشحنات بالقوة الكهروسكونية. ولفصل الشحنات المتضادة، يجب بذل شغل على هذه الشحنات. ولمسافة فاصلة محددة، كلما زادت الشحنة المفصولة زاد الشغل اللازم. وفرق الجهد الناتج عند فصل الشحنات المتضادة هو الشغل المبذول على الشحنات لفصلها لكل كولوم من الشحنة المفصولة.
من المهم أن ندرك أننا الآن قد وصفنا كميتين مختلفتين: القوة المؤثرة على كل زوج من الشحنات المتضادة التي تسمى بالقوة الكهروسكونية، والشغل المبذول لكل كولوم من الشحنة المفصولة الذي يسمى بفرق الجهد. هذا يوضح أن فرق الجهد والقوة الكهروسكونية كميتان مختلفتان. إذن نستبعد الخيار ب، وهو القوة الكهروسكونية. من المهم أن ندرك أن الشغل المبذول لكل كولوم من الشحنة المفصولة لا يمثل في الواقع أي قوة على الإطلاق. تذكر أن الشغل يساوي القوة مضروبة في المسافة. هذا يعني أن فرق الجهد يساوي القوة مضروبة في المسافة الكل مقسومًا على الشحنة، أو القوة مضروبة في المسافة مقسومة على الشحنة.
إذن، نلاحظ أن فرق الجهد لا يساوي القوة، وإنما يساوي القوة مضروبة في المسافة مقسومة على الشحنة. يبدو إذن أن كل الإجابات غير صحيحة. في الواقع، الإجابة الصحيحة هي الخيار ج، القوة الدافعة الكهربية. لكن لماذا؟
صيغ مصطلح «القوة الدافعة الكهربية» منذ زمن بعيد، حينما كان العلماء الدارسون للكهرباء ليسوا على دراية تامة بماهية الشحنة الكهربية أو التيار الكهربي أو فرق الجهد الكهربي أو الطاقة الكهربية. لم يكن العلماء في ذلك الوقت على علم بوجود الإلكترونات؛ فلم يعرفوا حينها سوى أنه يبدو أن هناك شيئًا يتدفق عبر السلك الموصل الذي يوصل ببطارية. وأطلق العلماء على هذا «الشيء» اسم «الكهرباء» ليكون له اسم يميزه عن الأشياء الأخرى.
يشير مصطلح «القوة الدافعة الكهربية» إلى ما يحرك الكهرباء؛ فهي ليست قوة بالمعنى العلمي للقوة. واليوم، نعلم أن فرق الجهد ليس في الواقع قوة، لكننا ما زلنا نستخدم المصطلح القديم «القوة الدافعة الكهربية»؛ إذ كان يستخدمه العلماء كثيرًا في الماضي حتى اعتاد العلماء في كل مكان استخدامه منذ ذلك الحين.
